[发明专利]一种地铁牵引供电方法及系统

说明书

一种地铁牵引供电系统及方法，供电系统包括主变压器，主变压器与公共高压电网连接，对公共高压电网三相交流电降压；在主变压器下面连接AC/DC变换器，AC/DC变换器的输出端和牵引变电站之间通过中压直流供电线路连接，通过中压直流给牵引变电站提供电源；中压供电线路上连接多个牵引变电站，牵引变电站与地铁接触网之间通过DC/DC变换器连接，将中压直流供电线路变换至地铁接触网所需直流电压，由接触网为机车供电。本发明采用中压直流输电为牵引变电站供电，不存在对地电容电流、损耗小、故障比交流输电小、输送相同的电功率比交流输电所用线材少，降低了输电成本；且AC/DC转换器和DC/DC变换器具有双向变换功能，能实现列车再生制动能量高效利用，降低牵引能耗。

技术领域

本发明涉及一种供电方式及系统装置，尤其是指一种地铁牵引供电方法及系统，该地铁牵引供电方法及系统采用不同于常规的中压输电方式；属于地铁牵引供电技术领域。

背景技术

地铁牵引供电系统主流采用DC1500V（或DC750V、DC3000V）直流供电制式，列车通过受电弓从牵引网获取直流电，车载变流器将直流电逆变为三相交流电驱动牵引电机实现列车高速运行。传统的地铁牵引供电系统通过主变电所，将城市电网进线AC110kV或220kV通过主变压器降压至中压35kV或10kV，然后通过三相交流电缆将中压电源传输到各个牵引变电所。一条地铁线根据线路的长短通常1~2座主变电所和多个牵引变电所，牵引变电所一般设在各个车站附近，其主要用于将三相交流35kV或10kV通过整流环节变换为适合地铁列车等使用的直流DC1500V（或DC750V、DC3000V），送到与它相邻的区间和车站线路的接触网上。

目前，这种供电系统已在地铁、轻轨等城市轨道交通领域获得广泛应用，技术较成熟，但是它本身也存在一些不足，主要表现在：需要采用大量交流电缆长距离输电，存在对地电容电流大、损耗大等；整流器分布在各个牵引变电所产生大量谐波和无功直接注入交流中压电网，容易引起谐振影响供电质量，导致故障率相对较高；整流环节需要降压变压器、整流器机组等多种类型设备，不便于管理维护；传统基于二极管的整流环节只能实现电能单向流动，需要配置单独的能量回馈装置。

通过查询检索为发现相同的技术报道，只有相关领域的技术文献，最为接近的由以下几篇：

1、专利号为CN201410070765.2，名称为“一种基于柔性直流输电的直流牵引供电系统”，申请人为：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司的发明专利申请，该专利申请公开了一种基于柔性直流输电的直流牵引供电系统，包括降压变压器、双端有源高压直流输电系统和降压斩波电路，双端有源高压直流输电系统基于模块化多电平换流器技术，包括两个完全对称的换流器，由直流输电电缆相连接；每换流器均经降压变压器与三相交流相连；降压斩波回路输入端经第一开关组件与双端有源高压直流输电系统直流侧相连，输出端经第二开关组件与牵引系统相连；第二开关组件与第三开关组件互锁，即当地铁/轻轨运行时，第二开关组件闭合，第三开关组件断开，当电力机车运行时，第三开关组件闭合，第二开关组件断开。

2、专利号为CN201711425550.8，名称为“一种中压柔性直流牵引供电系统及其控制方法”，申请人为：西南交通大学的发明专利申请，该专利申请公开了一种中压柔性直流牵引供电系统及其控制方法。牵引供电系统包括一个以上牵引变电所；牵引变电所包括依次相连的三相降压变压器、三相电抗器、电压源换流器和第一直流母线；三相降压变压器的输入端连接到三相电网，电压源换流器输出端的正极和负极分别连接到第一直流母线的正极和负极，第一直流母线的正极和负极分别通过馈线和回流线连接到接触网和钢轨。